DNAをより簡便かつ高速に合成する新手法-RNAにも応用可能で、医療・創薬・生命科学を支える技術-

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20206-06-23 徳島大学

徳島大学と徳島文理大学の共同研究グループは、DNAやRNAなどのオリゴヌクレオチドを従来より簡便かつ高速に合成できる新しい化学合成法を開発した。現在主流のホスホロアミダイト法では、反応性が高い三価リン[P(III)]型原料を用いるため安定性に課題があり、塩基を1つ結合するたびに酸化工程が必要となることから工程が複雑化していた。研究グループは、五価リン[P(V)]型の新規ビルディングブロック「ヌクレオシド3′-ホスホロフルオリダート(P(V)-F)」を開発し、シリコン系添加剤による活性化によって酸化工程を不要にした。この手法により、従来法より高速な鎖伸長反応を実現するとともに、高い保存安定性も確保した。さらに、市販のDNA/RNA自動合成装置を用いて10量体、12量体、20量体のオリゴヌクレオチド合成に成功し、化学修飾RNAへの応用可能性も示した。本成果は、核酸医薬、遺伝子診断、創薬研究を支える基盤技術として期待され、製造効率向上、コスト削減、安定供給、環境負荷低減への貢献が見込まれる。


図 2 今回の研究成果『ホスホロフルオリダート [P(V)–F法]』

<関連情報>

P(V)ベースのオリゴヌクレオチド合成のためのヌクレオシド3′-ホスホロフルオロデート Nucleoside 3′-Phosphorofluoridates for P(V)-Based Oligonucleotide Synthesis

Nana Mihara,Syuya Inoue,Kazuho Okunishi,Yasufumi Fuchi,Yuta Ito,Yoshiyuki Hari,Tsubasa Inokuma,Noriaki Minakawa,and Noriko Saito-Tarashima
Journal of the American Chemical Society  Published: June 19, 2026
DOI:https://doi.org/10.1021/jacs.6c04623

Abstract

Oligonucleotides (ONs) are fundamental to modern life sciences and nucleic acid-based therapeutics. Although P(III)-based phosphoramidite chemistry remains industry standard for ON synthesis, its requirement for phosphorus oxidation every coupling cycle is operationally complex. Inspired by Michelson and Todd, who synthesized the first dinucleotide via a 3′-phosphorochloridate [P(V)–Cl] intermediate, we have developed a strategy for ON synthesis using nucleoside 3′-phosphorofluoridates [P(V)–F] as bench-stable building blocks. In the presence of silicon-based activators, the enhanced reactivity of the P(V)–F bond resulted in more efficient nucleotide coupling than conventional P(III)-based phosphoramidite chemistry. Furthermore, automated solid-phase synthesis of a 20-mer ON can be achieved on a standard DNA/RNA synthesizer. Our study demonstrates that P(V)-based phosphorofluoridate chemistry facilitates oxidation-free ON synthesis, providing a complementary approach to conventional P(III)-based phosphoramidite chemistry.

有機化学・薬学
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